(57)【要約】【課題】有機性廃水を処理する活性汚泥法における固液分離に際し、活性汚泥と処理水とを高透過水量で安価に分離することのできる方法を提供する。【解決手段】有機性廃水を処理する活性汚泥法において、曝気処理を終えた混合液に、シリカゲルを担持した多孔質板からなりこの多孔質板の切断面の一端に集水管が接続された分離用透水性部材を浸漬し、該部材表面を介して活性汚泥処理水を透水させて集水管に導き系外に排出することを特徴とする活性汚泥法における固液分離法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水を処理する活性汚泥法において、曝気処理を終えた混合液に、シリカゲルを担持した多孔質板からなりこの多孔質板の切断面の一端に集水管が接続された分離用透水性部材を浸漬し、該部材表面を介して活性汚泥処理水を透水させて集水管に導き系外に排出することを特徴とする活性汚泥法における固液分離法。
【請求項２】
多孔質板が、短繊維を熱融着して作製した吸水性多孔フェルトである請求項１に記載の活性汚泥法における固液分離法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性汚水を処理する活性汚泥法において、曝気処理を終えた混合液を活性汚泥と処理水とに固液分離する方法に関するものであり、さらに詳しくは、特定の透水性部材を用いて固液分離する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性汚水の処理方法としては、水中の微生物を利用した活性汚泥法が有効であり、標準活性汚泥法や長時間曝気法などの浮遊式処理法、散水ろ床方法や回転円板法などの固定床式がある。この中でも標準活性汚泥法は、下水処理や有機性廃水を排出する民間工場での廃水処理に多く利用されている。
【０００３】
また、この標準活性汚泥法において、処理槽内の活性汚泥濃度を高める事によって、処理槽のコンパクト化を図る事を目的に、膜分離法の導入が進んでいる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
膜分離法は、活性汚泥処理後の処理水と汚泥を分離する際に、従来の沈殿槽にかえて膜による固液分離を行う方法である。膜による固液分離を採用することにより、沈殿槽が不要になること、処理槽内の活性汚泥濃度を高めることができるために処理槽そのものが小さくなることから、設置スペースが小さくてすむ。また、膜による固液分離を行うために、活性汚泥の沈降分離不良による突発的な汚泥の越流を防ぐことができる。
膜分離装置としては、例えば、特許文献２に示すようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−８７６３５号公報
【特許文献２】特開２００１−２９９５２号公報
【特許文献３】特開２００７−２８３２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、膜分離法で使用される分離膜は、精密なろ過膜を使用するため、その透過水量が0.8m3/m2/日程度と少量処理をせざるを得ず、多量の廃水処理に対しては、多大な膜面積が必要となるだけでなく、産業廃水のように多種多様な有機成分を含み、排出水量、水質の変動が激しい廃水に対しては、透過水量不足や膜面閉塞等の問題が生じるという問題があった。それを防止するために、過剰の曝気により、常時膜面を洗浄しながら使用する必要があった。
【０００７】
また、分離膜として使用する膜は、膜厚が１０μｍ〜１ｍｍと非常に薄い（例えば、特許文献３参照）ため、使用する際には、支持板が必要であり、実際に使用する場合には、支持板および/もしくは通液板との組み合わせが必要であり、分離装置そのものの費用が高価になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、特定の分離用透水性部材を用いて活性汚泥と処理水とを固液分離する方法に関するものであり、厚みのある自立性の透水性部材を利用することにより、高透過水量で安価に活性汚泥と処理水とを固液分離することのできる方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の分離用透水性部材を用いることにより、上記の課題が達成できることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち本発明は、有機性廃水を処理する活性汚泥法において、曝気処理を終えた混合液に、シリカゲルを担持した多孔質板からなりこの多孔質板の切断面の一端に集水管が接続された分離用透水性部材を浸漬し、該部材表面を介して活性汚泥処理水を透水させて集水管に導き系外に排出することを特徴とする活性汚泥法における固液分離法を要旨とするものであり、好ましくは、多孔質板が、短繊維を熱融着して作製した吸水性多孔フェルトである前記した活性汚泥法における固液分離法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の活性汚泥と処理水との分離方法では、汚泥中に浸漬した透水性部材の集水面に汚泥が目詰まりすることがなく、連続して活性汚泥混合液から処理水を集水・排水でき、透過水量を大きくすることが可能となる。また、透水性部材として、短繊維を熱融着させて作製した多孔フェルトにシリカゲルを担持したものを用いた場合は、該フェルトは自立性を有する程度に強度があるため取扱いが容易で、また、５０％以上の連続気孔を有するために水の輸送性に優れるものである。さらに、該フェルトを使用した場合には打ち抜き加工性に優れており低コストで作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の活性汚泥法における固液分離法の使用方法の一例を示す図である。分離用透水性部材が活性汚泥曝気槽に浸漬されている。
【図２】本発明の活性汚泥法における固液分離法の使用方法の他の一例を示す図である。分離用透水性部材が活性汚泥曝気槽から混合液を導いた別の槽内に浸漬されている。
【図３】本発明で用いられる分離用透水性部材の構造の一例を示す図である。
【図４】実施例１における処理結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明が適用されるのは、生物学的な有機性廃水の処理方法の一つである活性汚泥処理法において、曝気処理を終えた混合液に対してである。
以下、図面に従って、本発明を詳細に説明する。図1および図２は本発明の固液分離法の使用方法を示すものであり、図１は、活性汚泥曝気槽内に分離用透水性部材を設置して活性汚泥と処理水の分離を行うものであり、図２は曝気槽外に別に設置した処理槽内で活性汚泥と処理水の分離を行うものであり、図３は、分離用透水性部材の一例を示す図面である。
【００１４】
本発明においては、まず、処理すべき有機性廃水が廃水供給ポンプにより、活性汚泥曝気槽に導入される。ここで有機性廃液中の有機物が分解される。活性汚泥処理を終えた混合液は、曝気槽内、あるいは処理槽内において分離用透水性部材により活性汚泥と処理水に固液分離され、処理水が、ろ過水として、分離用透水性部材内の連通孔を通じて集水管に集まり、槽外に排出される。
【００１５】
このとき、集水管からの処理水排出位置を曝気槽あるいは処理槽（以下、処理槽等という。）の水位より下げることにより、水位差を利用して、すなわち、無動力で処理水を排出することが出来る。水位差は、100〜2000mmの間で、任意に設定できるが、100〜1000mmの間で設定することが好ましい。また、処理水の排出位置を処理槽等の水位より下げることが出来ない場合には、吸引ポンプにより処理水を得る。吸引圧は、水位差によるろ過の場合と同様に設定すればよい。
【００１６】
処理槽等内の汚泥濃度としては、特に限定されるものではないが、処理槽等のコンパクト化を考えれば、5000〜30000mg/Lが好ましいが、汚泥濃度が高くなりすぎると汚泥の流動性が著しく低下するため、5000〜20000mg/Lが更に好ましい。
【００１７】
処理水の排出を継続すると、分離用透水性部材の表面に汚泥が蓄積するために処理水量が次第に減少してくるので、定期的に蓄積した汚泥を剥離させる必要がある。剥離させる方法としては、曝気時に発生する気泡による洗浄、槽内に発生する旋回流による洗浄、ろ過水を排出孔から逆流させることによる洗浄等があるが、いずれを用いてもよく、また、複数を組み合わせて洗浄しても良い。
【００１８】
本発明で用いられる分離用透水性部材は、シリカゲルを担持した多孔質板からなるものである。多孔質板としては、その内部に毛細管を構成するものであれば、特に限定されるものではないが、好ましくは、多孔質板の一方の面から他の面に貫通する連続気孔を有していて、さらに気孔率が４０〜９０％、曲げ強度が３０ｋｇ/ｃｍ２以上であるものが好ましい。
【００１９】
多孔質板の材質としては、有機繊維、無機繊維あるいは有機繊維と無機繊維との複合繊維が主材として構成されていればよく、有機繊維としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維等が挙げられ、中でもポリエステル繊維が好ましく用いられる。無機繊維としては、ガラス繊維等が挙げられる。これらの形態は長繊維または短繊維からなる不織布、織物、編み物等のシート状、あるいは厚みのある立体状などどのような形態でもよい。中でも、短繊維を熱融着して作製した多孔フェルトや不織布、ろ紙が挙げられ、これらの中で、短繊維を熱融着して作製した吸水性多孔フェルトが、自立性があって強度があるためより好ましい。
【００２０】
また、本発明で用いられる多孔質板は、剛性、耐久性等を向上させるために熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を含浸させても構わない。
【００２１】
本発明で用いられる分離用透水性部材は、上述した多孔質板にシリカゲルが担持されている必要がある。シリカゲルは珪酸のゲルで、ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ｎは水和物量を示す。）の化学式で示されるものであり、本発明においては、微粉末状のものを使用することが好ましい。
【００２２】
シリカゲルを多孔質板に担持させるためには、例えば、シリカゲル微粉末を分散させた液を上記の多孔質板に含浸して、絞りローラーで分散液を絞った後、乾燥すればよい。シリカゲルの担持量は、シリカゲルの比表面積（ｍ２/ｇ）と付着量（ｇ/ｍ３）との積が２．５×１０６（ｍ２/ｍ３）以下であることが最適である。
【００２３】
上述した多孔質板としては、例えば、特開平８−１９８９７７号公報に記載した吸水性多孔シートが好適に用いられる。
【００２４】
本発明で用いられる分離用透水性部材の形状については、特に限定されるものではなく、長方形、正方形、台形、円形等が可能であるが、取扱いの容易さや加工の容易さから、長方形、正方形もしくは台形であることが好ましい。また、その大きさは、処理槽等の大きさにより、様々な大きさに加工することが可能であるが、透水性部材の自立性を生かすためには、1m×2m以下が好ましく、更には１ｍ×１ｍ以下の大きさが好ましい。部材の厚さは、１〜20ｍｍが好ましいが、厚くなると強度は増すが活性汚泥との接触面が相対的に小さくなるため、2〜10ｍｍの範囲であることが更に好ましい。
【００２５】
また、分離用透水性部材の切断面には、集水管を配置し、処理水を排出する。集水管に接する切断面以外の切断面には、フィルム貼付もしくは簡単なヒートセットを施すことにより、切断面からの処理水と汚泥の進入を防ぐことが望ましい。
なお、本発明に従った分離方法は、活性汚泥法の運転方法を制限するものではなく、たとえば標準活性汚泥法や硝化液循環法など、従来の活性汚泥法の運転方法に組み合わせて使用することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。
作製例１
繊度10デニール、繊維長51mmのポリエチレンテレフタレート短繊維80質量部、繊度4デニール、繊維長51mmのポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体繊維20質量部からなる混繊不織布(目付け700g/m2)を加熱プレス機にて180℃、1kg/cm2で5分間加熱加圧し、厚さ2mmの部分溶着した多孔板(多孔板Ａ)を作成した。
【００２７】
この多孔板Ａを、粒径0.1μm、比表面積250m2/gのシリカゲル微粒子200ｇを水1リットル中に分散させて作製した分散液中に10分間浸漬させた後、取出して絞りローラーで分散液を絞った後、60℃乾燥機中で12時間乾燥して、シリカゲル担持多孔板（多孔板Ｂ）を得た。この多孔板Ｂのシリカゲル付着量は1.5×103g/m3であった。この多孔板Ｂを幅1cm、長さ15cmの短冊状ピースに切断した。
【００２８】
作製例２
厚さを５ｍｍに変更した以外は、作製例１に記載したのと同様な方法によりシリカゲル担持多孔板（多孔板Ｃ）を作製した（気孔率72%、吸水率60%）。
【００２９】
試験例１
作製例１で得られた多孔板Bを清水中に直立させ、吸水特性を調べた。その結果、50mm上昇するのに23秒、70mmは58秒、90mmは118秒、110mmは225秒であり、最終120mmまで上昇した。比較として、シリカゲルを担持していない多孔板Aについても同様に吸水特性を調べたところ、10分後においても20mm程度しか水が上がらなかった。
また、作製例2で得られた多孔板Cについても同様に清水中における吸水特性を調べた。結果を表１に示す。水中に直立後、1分間で68mm、３分間で92m高さまで毛細管上昇した。
【００３０】
【表１】
2010269236.tif 000003
【００３１】
実施例１
作製例１で得られた多孔板Ｂを10cm×10cmの正方形に裁断して、切断面に集水管を差し込み、それ以外の切断面をヒートセットにより切断面を溶融処理した透水性部材を作製した。この部材を実験装置(有効容量15Ｌ)に設置し、透過水量の経時変化を調べた。実験装置内には、汚泥濃度6340mg/Lの活性汚泥混合液を投入し、透水性部材を通じて排出された処理水は、一定量溜まった時点で実験装置内に返送し、装置内の汚泥濃度を一定に保つようにした。装置の水面とろ過水の排出位置の水位差は、75cmとした。透水性部材の表面洗浄は、装置内の旋回流のみとしたが、部材表面への汚泥蓄積の影響を確認するために、処理水の排出を連続で行った場合と、3分排出2分停止の間欠で行った場合とを確認した。この結果を図４に示す。
【００３２】
図４に示すように、本発明の方法により、旋回流による部材表面の洗浄のみで１０時間経過後も透過速度1.7m3/m2/日と高い透過速度が得られた。間欠ろ過では、連続ろ過より長時間高い透過速度を保つことができたが、５時間を越すと連続ろ過とほとんど変わらない透過速度となっている。また、実験終了後の部材表面には、汚泥が付着していたが、静水中で振り洗いすることにより、容易に剥離した。
【００３３】
実施例１で得られた処理水の濁度を測定した結果を、表２に示す。
【表２】
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【００３４】
比較例1
実施例１で用いたのと同じ測定装置を使用して、水道水の濁度を測定したところ、2.60であった。このように、本発明の活性汚泥法における固液分離方法を用いると、水道水と同等の処理水を得ることができた。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・有機性廃水
２・・・曝気エア
３、６・・・分離用透水性部材
４・・・汚泥移送ポンプ
５・・・オーバーフロー
７・・・集水管
８・・・ヒートセット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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